煤矿立井井筒装备安装施工工艺

王斌 曹晓朋 杨旭

铁法煤业集团矿建分公司

煤矿立井井筒装备安装施工工艺

王斌 曹晓朋 杨旭

铁法煤业集团矿建分公司

井筒装备施工方法直接影响矿井建设工期、安全和效益。本文采用的施工工艺有工艺先进、措施合理、作业环境安全、劳动效率高、工程成本低、施工进度快等优点。

煤矿立井；井筒装备安装；施工工艺

1 前言

煤矿立井井筒装备安装前需要做一系列的暂设准备工作。包括稳车的安装、天轮平台的布置，吊盘的制安，测量平台、测量线制安，乘人罐笼制安，压风、供水管路管路的敷设等，从而形成一套适合人员操作，保证测量精度，方便材料人员上下运输的系统工艺。

准备工作结束后进入吊盘，利用吊盘进行井筒装备的安装。井筒装备安装完毕后拆除上述准备工作中的暂设，整个井筒装备安装工作结束。

2 施工流程

3 施工方法

3.1 稳车及天轮平台安装

在井口周围布置满足施工要求的单滚筒稳车和双滚筒稳车，用于吊吊盘、乘人罐笼、压风、供水管路。

下图为某煤矿副井井筒装备安装稳车群布置图。

天轮平台布置在井架或井塔楼平台上。参照井筒的十字中心线对天轮平台进行安装。

将安装的天轮进行检查，天轮要转动灵活，内部润滑油脂充足。用吊车将组件吊到天轮平台就位并安装。主提升天轮轴的轴心线水平度严禁超过0.2/1000，天轮安装位置与提升中心线的位置误差严禁超过3mm，轴承座必须接触严密并且牢固可靠。轴承座的楔铁要接触紧密、固定牢固可靠。

下图为某煤矿副井井筒装备安装天轮平台布置图。

3.2 吊盘制作及安装

吊盘是井筒装备安装过程中的操作平台，上、下盘之间通过立柱连接，并设有进出门。

吊盘绳采用不旋转钢丝绳。为增加安装效率，吊盘采用四层吊盘，在井口平台上先安装第一层吊盘，悬吊吊盘的钢丝绳通过天轮引下连接分支绳，卡好绳卡及护绳环，与吊盘的悬吊销轴进行连接。上提一层盘，在工作平台上安装第二层盘及四根立柱与第一层盘进行连接。以此类推安装完全部四层吊盘，吊盘整体落至井底。

（1）、一层盘主要用于打锚杆眼，安装锚杆，接送上下的人员及物料。

（2）、二层盘主要用于安装全部托架及横梁。

（3）、三层、四层盘主要用于焊接井筒管路、安装罐道等。

下图为某煤矿副井井筒装备安装吊盘示意图。

3.3 测量平台、封口盘制作及安装

测量平台在井口布置。测量垂线用的重锤和钢丝,应符合国家现行有关测量规程的规定。测量钢丝和钢尺需要预先缠绕在自制小绞车上。可以采用φ2mm的镀锌钢丝绳作为测量钢丝，使之在整个安装期间不致轻易折断。优先选用四根钢丝按十字形布置，其次选用三根钢丝按直角形布置，距离视情况适当大一些，最大程度保证测量的准确性。

测量钢丝和钢尺的位置尺寸都是根据井巷基准点，并研究井筒结构后确定的。测量钢丝靠下端所挂重锤自然张紧。钢尺是井筒安装的高度依据，它决定着整个安装质量，一处出错，出错后的测量数据全部出错，因此需要慎之又慎。

下图为某煤矿副井井筒装备安装测量平台示意图。

封口盘是用来封闭井口、保护井筒中作业人员和设备设施的安全，同时人员、物料能够正常上下通行。主要是考虑乘人罐笼的上下的通道、稳绳的位置等。封口盘的钢梁整体水平度3/1000。封口盘要设置进出门。

下图为某煤矿副井井筒装备安装封口盘示意图。

3.4 稳绳拉紧装置、稳绳及乘人罐笼安装

在井底设置稳绳拉紧装置、稳绳梁，并安装稳绳。将两根稳绳固定在稳绳梁上。安装乘人罐笼，利用稳绳保持平衡并在井底张紧。

3.5 施工管路、电缆安装

风、水管路利用口径合适的钢丝胶管，快速接头连接，每根长度为20m，上端连接一个风包，风包安装在吊盘的四层盘上，并利用胶管与风钻或风镐连接，以备使用。

动力电缆及信号通讯电缆通过封口盘及测量平台的通过口分别卡设在吊盘的两根悬吊钢丝绳上，利用专用卡子卡紧。

3.6 井筒装备安装

3.6.1 井底金属支持结构梁及防撞梁安装

首先利用吊盘，根据设计测量给定的标高位置利用FG－10型风镐凿梁窝，梁窝的尺寸要满足钢梁的安装要求，既梁窝的大小及深度，要使钢梁能够顺利安装就位。

按设计图纸将梁吊装入相对应的梁窝内，利用垫铁进行超平找正。垫铁位置应人工铲平，垫铁层数不能超过3层，并将垫铁与钢梁焊接。同时与相关的梁进行连接，钢梁担在井壁上的长度允差0～－70mm。梁的水平度不能超过3/1000；钢梁中心线与设计中心线允差±3mm。各层梁的标高差±5mm。

梁固定后立模封堵梁窝，填堵梁窝的混凝土强度要满足设计要求。填充时进行人工捣固，确保填充密实。待18小时后进行拆模，混凝土表面不应有蜂窝和空洞现象。

3.6.2 井筒装备安装

3.6.2.1 锚杆眼定位

用特制的工具、胎具样板根据设计尺寸在井壁上用红铅笔确定锚杆眼孔位置及标高。锚杆眼定位遇到井壁有错台情况的部位，应用人工凿平。

3.6.2.2 打锚杆眼

打眼工具采用合适型号的凿岩机进行，打眼时可适当选用直径较大的钻头,以利于有调整的余地和树脂药卷填充的空间。打眼时，钻杆要求水平，按各锚杆与井壁所处位置分别垂直于井壁，以保证所卧锚杆不出现偏斜现象。

3.6.2.3 锚杆安装

把准备好的树脂药卷送至孔底，用风煤钻带上锚杆，边旋转边向里推送，直到达到设计深度，推送时间控制在30秒内，锚杆安装后5分钟内严禁碰撞和搬动，半小时后进行锚固力测试，试验完成后认真做好原始记录。

3.6.2.4 托架安装

托架安装到锚杆上，带上螺帽，进行托架的超平找正。托架的支撑面水平度允差3/1000。相邻托架的标高控制可采用U型水管进行超平，同一水平的两托架支承面高差不大于5mm。托架的层间距允差±7mm。调整后，把紧锚杆螺栓，进行人工勾缝抹平。

3.6.2.5 梁的安装

利用稳车将钢梁从地面吊运到井下工作面，将钢梁放置在托架上安装就位，检查梁与托架的接触情况，如果接触不好，梁不稳固，在缝隙处加楔铁出来，重点要控制好梁立面的垂直度。

梁的水平度不能超过3/1000；层间距允许偏差为±10㎜；钢梁中心线与设计中心线允差±3mm。托架及梁在安装期间因为动用电火焊造成的防腐破坏部位，应人工及时补涂树脂防腐漆。

3.6.2.6 罐道安装

利用稳车吊运罐道，穿过一、二层吊盘的通过孔门下放到安装位置进行安装；

同一罐笼的相对两罐道接头位置，严禁位于同层托架上，罐道的垂直度不得超过±7㎜；同一罐笼的两罐道面的水平间距偏差在±7㎜；同一罐道相对两罐道中心线的重合度不得超过6㎜；罐道接头错位不大于1㎜；罐道接头间隙应满足2～4㎜。

每层罐道测量的相关数据都要进行记录。以备于后期抽查用。

3.6.2.7 管道安装

直管座及弯管座在安装前必须以1.5倍的工作压力进行水压试验，持续10分钟无渗漏现象。

管座安装采用法兰盘方式，安装质量要求如下：

（1）、法兰连接质量：两法兰盘应平行并保持同轴性，螺栓能自由穿入视为合格；在合格的基础上，螺栓穿向一致，外漏长度相等视为优良。

（2）、螺栓连接质量：每对法兰使用相同规格、型号的螺栓，螺栓穿向一致，露出螺母2～4个螺距，紧固匀称，松紧适度视为合格；在合格的基础上，螺栓露出螺母一致视为优良。

（3）、石棉橡胶垫片质量：质地柔韧、无老化变质、表面无分层和折损视为合格；在合格的基础上，表面无皱纹等缺陷视为优良。

直管段安装质量要求：

（1）、管卡、管座的间距允差30mm。

（2）、立井井筒管道位置允许偏差30mm

（3）、立管垂直度允差5/1000且不大于30mm。

（4）、成排管道间距允差15mm。

管路安装后试验要求：

（1）、全部制成后，进行水压试验，试验压力为工作压力的1.5倍。

（2）、排水管待主排水泵安装工作后必须做排水试验。（3）、压风管路必须按额定压力做送风试验。

3.6.3 乘人罐笼、测量平台、封口盘等暂设拆除

井筒装备安装完毕后,吊盘已升至井口。将所有暂设的平台及乘人罐笼进行拆除。拆除的顺序为：封口盘→测量平台→乘人罐笼→稳绳→吊盘。

3.6.4 天轮平台及绞车拆除

最后拆除拆除天轮平台、拆除稳车。

4 结束语

井筒装备安装在工程组织实施中,实际上不是作为单独的一个单位工程进行安装施工的,而是综合了各个单位工程,因此,应综合分析考虑各种相关因素,制定一个好的施工工艺。

本工工艺采用自下而上一次成井工艺，加快了施工进度，降低了用工成本；机械化程度比较高，人员上下，材料物资运输都是使用乘人罐笼及稳车运输方式，减少了劳动强度和提高了劳动效率。

[1]《煤矿安装工程质量检验评定标准》MT5010-95.煤炭工业出版社

[2]《煤矿安全规程》2011版.煤炭工业出版社

[3]龙志阳、陆仑·立井快速施工技术的发展与应用[J]·煤炭科学技术,2004,(3):27·

[4]邓维国、孔令刚·立井井筒快速施工的组织管理及技术经济效益[J]·全国矿山建设学术会议论文选集,2000,225·